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电子直线加速器超导射频技术的研究与开发-干冰清洗:参数状态-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-17 0:38:05 * 浏览: 10
引入纯净的二氧化碳雪喷雾,通过其机械,热和化学作用的独特结合来放松和去除不同类型的表面污染物。清洁过程是局部的,温和的,干燥的,无残留的,并且不需要其他清洁剂。离开喷嘴的液态二氧化碳自发松弛,形成雪/气混合物,雪含量为45%,温度为194.3K(-78.9°C)。该射流被超音速氮气包围,超声波首先使射流加速并聚焦,其次防止水分凝结在清洁的物体上。清洁效果基于热机械力和化学机械力。前者是由三种效应引起的:快速冷却(振动冻结)造成的污染,由于雪晶撞击到表面的高动量引起的强大压力和剪切力,以及经过500次强烈洗涤而升华后的体积增加。可以去除高达100nm的颗粒。当撞击面上的高动量雪粒融化时,就会产生化学机械力。在液相中,二氧化碳是非极性化学品(尤其是碳氢化合物和有机硅)的良好溶剂。因此,冲击冻结的热效应与降雪强度直接相关,而机械效应取决于射流的速度和角度,化学效应取决于晶体的动量。如果污染物和基材之间的热梯度高,则可以获得清洁效果。为了避免再次污染,必须有一个有效且定义明确的排气系统。简而言之,二氧化碳干冰清洗的优点是:8226,干洗工艺,8226,无洗涤剂,8226,去除颗粒和膜污染,8226,无污染残留物。为了在将来的加速器(例如XFEL,ILC等)上实现较高的梯度,不需要现场发射负荷,必须使用先进的清洁和处理程序。已经证明表面污染物(例如颗粒,碳氢化合物等)和机械损伤(例如划痕)会导致增强的场发射,从而限制加速结构的可用梯度。尽管用超纯水高压冲洗已被证明是减少腔体增强场发射的有效技术,但干冰清洗可能具有更多的清洗潜力。另外,它避免了潮湿的腔表面,并增加了对二次污染的敏感性。它应适用于陶瓷(耦合器窗口),而不会失去早期调整的效果。由于这些特性,干冰清洗被认为对于使用其功率耦合器的水平装配室的最终加工非常有吸引力。干冰清洁对于s.c.的水平清洁应该是理想的。空腔。因此,用于清洁1-3个隔间的设置被设计用于水平清洁,这与任务5.4中的建议不同。 2005年,使用现有动臂和新运动装置的水平运动装置开始运行(图2)。由于DESY加速器HERA的意外维修工作引起的人为问题,清洁单元的复杂控制系统被大大延迟。直到今天,这种延迟还没有得到补偿。在干冰喷射操作期间从腔体中除去热量使得必须施加加热器系统以避免腔体的冷却和冻结。已经考虑了几种选择。关于洁净室的要求和简单的组装,对红外加热器系统的原型进行了测试。运行测试后,发现加热功率不足。另外,清洁集成的加热和排气箱之后的组装过程很复杂。必须开发,建造和安装新的优化的大功率红外加热器专用设计。这会导致应用程序调试期间的延迟。六个月。新的加热器系统完全满足其要求,几乎冻结了腔体,可以进行连续的干冰清洁。为了满足日常操作的人身安全要求,安装了气体报警系统。在安装阶段,将根据特殊的安全要求继续进行调试。最近已对新型的较小直径的毛细管进行了测试,以减少型腔冷却和二氧化碳消耗。前者对于保持面板上的高温梯度很重要内表面以获得清洁效率。减少的CO2消耗量增加了一组压力瓶的可用时间,并且从安全性角度考虑,通常是首选的方法。自2006年11月以来,已使用直径减小12%的毛细管。此外,使用简单但有效的新型夹具改进了腔体及其真空和射频连接(“天线”)的组装过程。 2005年和2006年,干冰清洁系统的试运行成功继续。清洁了多个腔体,以进行系统测试和腔体的RF测量。其他样品已经清洗和测试(WP6.3)。清洁参数和型腔结果将在下一章中讨论。尽管取得了如此优异的成绩,但九格清洁设备的制备仍需要与弗劳恩霍夫制造工程与自动化学院的干冰清洁专家一起仔细检查喷嘴系统和清洁参数(IPA,斯图加特)。这将持续到2007年中。此外,与WP6.3紧密合作,将对各种铌材料进行进一步的样品测量。结论干冰清洗显示了成功清洗样品和SRF单细胞腔的能力。但是,对于多单元应用,结果并没有达到所需的可重复性。在不久的将来,下一步将是上述清洁参数的评估以及对腔体清洁过程中关键条件的理解。进一步的型腔测试将确认并优化初始清洁参数集。尽管多室清洁设备的重大延迟,但这是成功构建下一代设备的必要先决条件。腔清洁的可重复性对于预期的应用是必要的。计划对现有设备进行小规模技术改造。用于压力瓶的附加加热器将防止瓶冷却以在操作过程中稳定CO2压力。定制干冰清洁解决方案